第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 SHJL版）

第 1 节　植物细胞工程 开卷预习一刻钟 (一)细胞工程 1．细胞工程的概念 原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 操作水平 细胞器、细胞或组织水平 目的 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 分类 植物细胞工程和动物细胞工程 2．细胞工程的理论基础——细胞的全能性 (1)概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 (2)在生物体内细胞全能性不能表现的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 (二)植物组织培养技术 1．概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 2．理论基础：植物细胞的全能性。 3．基本过程 脱分化 在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程 愈伤组织 脱分化产生的不定形的薄壁组织团块 再分化 愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程 4．菊花的组织培养 (三)植物体细胞杂交技术 1．过程 (1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)诱导原生质体融合的方法 物理法 电融合法、离心法等 化学法 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等 2．概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 3．意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 1．(教材第35页图2­1拓展训练)观察植物组织培养流程图，将①～④序号填写在图中A～D所指的空格处。 ①诱导生根　②接种外植体　③诱导愈伤组织 ④诱导生芽 提示：A.②　B．③　C．④　D．① 2．(教材第38页“练习与应用第1题”拓展训练)下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。 (1)图中a、b、c、d分别表示什么？ 提示：a表示用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞；b表示诱导融合后得到的杂种细胞；c表示培养后得到的具有耐盐性状的幼芽；d表示要将植株种在高盐环境中进行选择。 (2)由c形成植株的过程利用了植物组织培养技术，形成愈伤组织需要经过脱分化过程，愈伤组织形成c需要经过再分化过程。 (3)植物体细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 掩卷归拢5分钟 1．植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性，植物体细胞杂交技术的理论基础是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 2．去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。 3．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(电融合法和离心法等)和化学法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)。 提能点(一)　植物组织培养的原理和过程 [任务驱动] 观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题： (1)选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？ 提示：形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成小植株。 (2)植物组织培养所用的培养基中，在脱分化和再分化中起关键作用的激素是什么？ 提示：细胞分裂素和生长素。 (3)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？ 提示：植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。 (4)在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 提示：培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。 [生成认知] 1．植物细胞表现全能性的条件 离体状态 器官、组织或细胞 营养物质 种类齐全、比例合适 植物激素 生长素、细胞分裂素 外界条件 适宜的温度、pH和光照(愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需照光)等 无菌操作 培养基和所有器械都要灭菌，接种过程在无菌条件下进行 2.植物激素在植物组织培养中的作用 (1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。 (2)生长素和细胞分裂素的比例影响植物细胞的发育方向 生长素/细胞分裂素 作用效果 比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 3．植物组织培养过程中应注意的问题 (1)接种时注意外植体的方向，不能倒插。 (2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，则不易诱导生芽。 (3)菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要给予适当时间和